Posledné informácie z kanadských včelárskych prevádzok naznačujú, že účinnosť amitrazu aj pyretroidov klesá.
Úvod a kontext problému
Včela medonosná (Apis mellifera) zohráva kľúčovú úlohu v opeľovaní divých rastlín a poľnohospodárskych plodín, pričom opeľuje približne tretinu rastlín spojených s ľudskou a živočíšnou výživou. Kanada patrí medzi najväčších svetových producentov medu, ročne vyprodukuje viac ako 41 miliónov kilogramov medu z približne 810 000 včelstiev. Provincia Alberta prevádzkuje 317 500 včelstiev a produkuje približne 16 miliónov kilogramov medu ročne, čo predstavuje najväčší podiel profesionálnych včelárov v Kanade.
Kanadskí včelári však čelia závažným problémom – priemerné straty včelstiev počas prezimovaní dosahujú 15–46 %, pričom väčšina týchto strát je spôsobená ektoparazitickým roztočom Varroa destructor. Tento obligátny ektoparazit sa živí hemolymfou a tukovým telom včiel, pričom súčasne prenáša včelie choroby. Rozmnožuje sa v plodových bunkách včiel a rýchlo zvyšuje svoju populáciu, čo vytvára neudržateľné podmienky vo včelstvách.
Problém rezistencie na varroacídy
Na kontrolu Varroa destructor je k dispozícii množstvo kultúrnych, biologických, mechanických a chemoterapeutických prístupov. Väčšina metód je však pre veľkých komerčných včelárov neefektívna alebo príliš pracovne náročná. Syntetické varroacídy by sa mali používať až ako posledná možnosť v rámci integrovanej ochrany proti škodcom, no v praxi sú často prvou a jedinou manažmentovou praktikou.
Kanadskí včelári od 90. rokov 20. storočia používali tau-fluvalinát a kumafos na kontrolu roztoča, no v dôsledku rozšírenej rezistencie sa tieto produkty už vo veľkej miere nepoužívajú. V súčasnosti včelári primárne spoliehajú na produkty na báze amitrazu (najmä Apivar), ktoré sú považované za relatívne bezpečné pre včely a historicky vykazovali vysokú účinnosť. Nedávne správy z roku 2023 však naznačujú, že účinnosť amitrazu aj pyretroidov klesá v kanadských včelárskych prevádzkach.
Ciele a metodológia štúdie
Cieľom tejto štúdie bolo posúdiť evolúciu rezistencie na amitraz v kanadských populáciách roztoča a vyhodnotiť prítomnosť a výskyt mutácií spojených s rezistenciou na amitraz a pyretroidy. Vzorky roztočov boli odobraté počas leta a jesene (august–október) 2020 a 2022 zo včelstiev v troch regiónoch Alberty (severozápad, centrum a juh) pred aplikáciou jesenných miticiídnych ošetrení.
Účinnosť Apivaru bola hodnotená pomocou Apiarium testu so živými roztočmi. Pre genetické analýzy boli vzorky skladované pri teplote -20°C v 96% etanole a následne zaslané na genotypizáciu na Univerzitu vo Valencii v Španielsku. Genotypizácia využívala vysokovýkonné TaqMan™ testy na detekciu mutantných alel spojených s rezistenciou.
Hlavné zistenia – rezistencia na amitraz
Výsledky bioanalýz potvrdili prítomnosť roztočov rezistentných na amitraz v populáciách Alberty. Pri testovaní účinnosti Apivaru päť zo šiestich testovaných včelstiev vykazovalo menej ako 55 % účinnosť, čo je výrazne nižšie než historické hodnoty presahujúce 92 %. Iba jedna prevádzka (AB-92) preukázala 92 % účinnosť, pričom včelár potvrdil, že niekoľko rokov neaplikoval amitraz a používal len kyselinu šťavelovú.
Genetická analýza odhalila prítomnosť mutácie Y215H v oktopamínovom receptore Octβ2R u 90 % testovaných včelstiev, s miestnymi frekvenciami alel v rozmedzí 5–95 %. Fenotypická rezistencia vykazovala signifikantnú koreláciu s prítomnosťou tejto mutácie naprieč včelstvami. Mutácia N87S, ktorá bola identifikovaná vo Francúzsku, nebola v kanadských vzorkách zistená.
Medzi rokmi 2020 a 2022 sa zistil signifikantný nárast frekvencie mutantnej alely H215 – z 37,1 % v roku 2020 na 58,78 % v roku 2022. V južnej časti Alberty dosahovala frekvencia homozygótov H215 až 95,67 % v roku 2022, zatiaľ čo v centrálnej časti to bylo 57,5 % a v severozápadnej časti 31,75 %.
Hlavné zistenia – rezistencia na pyretroidy
Mutácie L925I a L925M vo voltage-gated sodíkovom kanáli (VGSC), ktoré sú spojené s rezistenciou na pyretroidy, boli identifikované v 100 % testovaných včelstiev s frekvenciami v rozmedzí 33–97 %. Toto naznačuje, že rezistencia na pyretroidy zostáva rozšírená v kanadských populáciách roztočov napriek tomu, že sa pyretroidy už dlhodobo nepoužívajú v takej miere ako v minulosti.
Alela I925 bola prevalentnejšia než M925, v priemere 62 % oproti 9 %. Homozygóty pre I925 boli identifikované v 17 z 18 vzoriek a predstavovali väčšinu vzoriek (v priemere 53 %). Mutácie L925V a M918L, ktoré boli dosiaľ geograficky obmedzené na európske krajiny, neboli v tejto štúdii nájdené.
Rezistencia na pyretroidy bola vysoko prevalentná (60 %) naprieč provinciou Alberta, pričom niektoré vzorky vykazovali predpokladanú frekvenciu rezistentných roztočov až 93–97 %. Táto vysoká perzistencia mutácií napriek absencii intenzívneho použitia pyretroidov môže byť spôsobená накопeniom týchto látok vo včelom vosku a iných produktoch včelstva, čo udržiava selekčný tlak v prospech rezistentných alel.
Vplyv včelárskych praktík
Štúdia odhalila signifikantné rozdiely vo frekvencii homozygótnej alely H215 medzi včelármi s rôznymi praxami ošetrovania Varroa destructor. Heterogenita fenotypovej rezistencie a frekvencie rezistentných alel medzi včelstvami, ktoré sú niekedy v tesnej blízkosti, naznačuje, že individuálne včelárske praktiky jednotlivých prevádzok ovplyvňujú vývoj rezistencie.
Včelstvá s vysokým používaním amitrazu vykazovali vyššiu prevalenciu mutantných roztočov, zatiaľ čo niektoré prevádzky používajúce predovšetkým kyselinu šťavelovú stále obsahovali roztoče s mutáciou H215, pravdepodobne v důsledku predchádzajúcej častej aplikácie amitrazu a nedostatočnej proti-selekcie pri absencii tohto varroacídu.
Praktické implikácie a odporúčania
Genetické testovanie potvrdilo, že mnohé individuálne roztoče niesli mutácie spojené s rezistenciou na amitraz aj pyretroidy súčasne, čo pravdepodobne poskytuje určitú mieru rezistencie na obe triedy syntetických miticiídov. Akumulácia viacnásobných rezistencií znižuje spektrum ošetrení, ktoré môžu včelári používať na kontrolu Varroa destructor.
Výsledky štúdie podporujú tvrdenie, že prax spoliehannia sa na jediné ošetrenie počas dlhého obdobia môže zvýšiť mieru rezistencie na súčasné varroacídy. Zistenia naznačujú potrebu:
1. Rozsiahleho monitorovania rezistencie pomocou genotypizácie – poskytovanie aktuálnych informácií včelárom a regulátorom
2. Efektívneho manažmentu – vrátane rotácie dostupných ošetrení na potlačenie alebo aspoň oddialenie evolúcie rezistencie v populáciách Varroa destructor
3. Integrovanej ochrany proti škodcom (IPM) – kombinácia kultúrnych, biologických a chemických praktík
4. Individuálneho testovania prevádzok – priestorová a časová variabilita rezistencie naznačuje, že nie je možné zovšeobecňovať situáciu rezistencie v oblasti, provincii alebo krajine
Záver
Táto štúdia poskytuje prvú správu o detekcii a distribúcii mutácií spojených s rezistenciou na varroacídy (amitraz a pyretroidy) v Kanade. Potvrdila evolúciu rezistencie na amitraz v populácii Varroa destructor z Alberty na genetickej aj fenotypovej úrovni a taktiež potvrdila prítomnosť mutácií spojených s rezistenciou na pyretroidy.
Výsledky zdôrazňujú dôležitosť správnej správy pesticídov a IPM stratégií od samého začiatku používania nového účinného zlúčeniny, aby sa zabránilo etablovaniu rezistencie. Vzhľadom na individuálnu variabilitu v praktikách včelárov sú potrebné včasné a špecifické testy pre spoľahlivé informácie o frekvencii mutantov v konkrétnom včelstve, čo následne umožní včelárom robiť informované rozhodnutia pri výbere najlepšieho možného manažmentu pre ich prevádzku.
Geografické rozloženie predpokladaných roztočov citlivých na amitraz (tmavomodrá farba) a rezistentných na amitraz (tmavooranžová farba) na základe zistených genotypov vo vybraných vzorkách z včelárskych prevádzok v Alberte.